A site analysis for biological hydrogen production in biogas plants in Germany

Abstract

There are many developments in sustainable hydrogen production, like the increasing usage of electrolysis, which accounts for 5% of the hydrogen produced worldwide, as well as the current research into biological production methods. One of these methods is the usage of microorganisms to produce hydrogen through the biological pathways of dark fermentation. It can use renewable raw materials or biomass, such as municipal waste, liquid manure or sewage water as substrate to produce a hydrogen-rich gas. Hydrogen generation through dark fermentation is a promising method because the process can be integrated into existing biogas plants to use the existing infrastructure to produce biogas and hydrogen as an additional product. However, modifying the existing biogas plants is not feasible or economical for the operator in every case. This paper reports a site analysis conducted to find the most suitable biogas plants in Germany for integrating dark fermentation and assesses the potential costs of hydrogen production via dark fermentation. The site analysis was based on Marktstammdatenregister, Biogas Datenbank, and the Biogaspartner database.

Es gibt viele Entwicklungen im Bereich der nachhaltigen Wasserstofferzeugung, wie die zunehmende Nutzung der Elektrolyse, die 5 % des weltweit erzeugten Wasserstoffs ausmacht, sowie die aktuelle Forschung zu biologischen Produktionsmethoden. Eine dieser Methoden ist die Verwendung von Mikroorganismen zur Erzeugung von Wasserstoff über die biologischen Wege der Dunkelfermentation. Dabei können erneuerbare Rohstoffe oder Biomasse wie Siedlungsabfälle, Gülle oder Klärwasser als Substrat verwendet werden, um ein wasserstoffreiches Gas zu erzeugen. Die Wasserstofferzeugung durch Dunkelfermentation ist eine vielversprechende Methode, da der Prozess in bestehende Biogasanlagen integriert werden kann, um die vorhandene Infrastruktur zur Erzeugung von Biogas und Wasserstoff als Zusatzprodukt zu nutzen. Der Umbau der bestehenden Biogasanlagen ist jedoch nicht in jedem Fall für den Betreiber machbar oder wirtschaftlich. Dieser Beitrag berichtet über eine Standortanalyse, die durchgeführt wurde, um die am besten geeigneten Biogasanlagen in Deutschland für die Integration der Dunkelfermentation zu finden und bewertet die potenziellen Kosten der Wasserstoffproduktion durch Dunkelfermentation. Die Standortanalyse basiert auf dem Marktstammdatenregister, der Biogas Datenbank und der Biogaspartner Datenbank.